如何理解Raid技术

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如何理解 Raid 技术，针对这个问题，这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答，希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

独立硬盘冗余阵列（RAID, Redundant Array of Independent Disks），旧称廉价磁盘冗余阵列，简称硬盘阵列。其基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来，成为一个硬盘阵列组，使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。根据选择的版本不同，RAID 比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处：增强数据集成度，增强容错功能，增加处理量或容量。另外，磁盘阵列对于计算机来说，看起来就像一个单独的硬盘或逻辑存储单元。

简单来说，RAID 把多个物理硬盘组合成为一个逻辑磁盘，因此，操作系统只会把一个 raid 阵列当作一个硬盘。RAID 常被用在服务器计算机上，并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与 RAID 功能更加有效地与主板集成，它也成为了玩家的一个选择，特别是需要大容量存储空间的工作。

最初的 RAID 分成了不同的等级，每种等级都有其理论上的优缺点，不同的等级在两个目标间取得平衡，分别是增加数据可靠性以及增加存储器（群）读写性能。常见 RAID 级别分为 RAID-0，RAID-1，RAID-5，RAID-6，RAID-10，RAID-50，RAID-60。

各级别 RAID 简介
RAID0

将多个磁盘合并成一个大的磁盘，不具有冗余，并行 I /O，速度最快。RAID 0 亦称为带区集。它是将多个磁盘并列起来，成为一个大磁盘。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中，所以在所有的级别中，RAID 0 的速度是最快的。但是 RAID 0 没有冗余功能，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都会丢失，危险程度与 JBOD 相当。

理论上越多的磁盘性能就等于“单一磁盘性能”ד磁盘数”，但实际上受限于总线 I / O 瓶颈及其它因素的影响，RAID 性能会随边际递减，也就是说，假设一个磁盘的性能是 50MB 每秒，两个磁盘的 RAID 0 性能约 96MB 每秒，三个磁盘的 RAID 0 也许是 130MB 每秒而不是 150MB 每秒。可使用容量是硬盘总数乘以单块硬盘的最小容量：Size=（N）*min（S1，S2，S3…Sn）

RAID1

RAID1 是将一个两块硬盘所构成 RAID 磁盘阵列，其容量仅等于一块硬盘的容量，因为另一块只是当作数据“镜像”。RAID 1 磁盘阵列显然是最可靠的一种阵列，因为它总是保持一份完整的数据备份。它的性能自然没有 RAID 0 磁盘阵列那样好，但其数据读取确实较单一硬盘来的快，因为数据会从两块硬盘中较快的一块中读出。RAID 1 磁盘阵列的写入速度通常较慢，因为数据得分别写入两块硬盘中并做比较。RAID 1 磁盘阵列一般支持“热交换”，就是说阵列中硬盘的移除或替换可以在系统运行时进行，无须中断退出系统。RAID 1 磁盘阵列是十分安全的，不过也是较贵一种 RAID 磁盘阵列解决方案，因为两块硬盘仅能提供一块硬盘的容量。RAID 1 磁盘阵列主要用在数据安全性很高，而且要求能够快速恢复被破坏的数据的场合。

RAID Level 5 是一种储存性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它使用的是 Disk Striping 技术。RAID 5 至少需要三颗硬盘，RAID 5 不是对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成 RAID5 的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当 RAID5 的一个磁盘数据发生损坏后，可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5 可以理解为是 RAID 0 和 RAID 1 的折衷方案。RAID 5 可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5 具有和 RAID 0 相近似的数据读取速度，只是因为多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的速度略慢，若使用“回写高速缓存”可以让性能改善不少。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5 的磁盘空间利用率要比 RAID 1 高，存储成本相对较便宜。
可使用的容量为硬盘总数减去 1 的差，乘以单块硬盘的最小容量，公式为 Size=（N-1）*min（S1，S2，S3…Sn）

与 RAID 5 相比，RAID 6 增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但 RAID 6 需要分配给奇偶校验信息更大的磁盘空间，相对于 RAID 5 有更大的“写损失”，因此“写性能”非常差。较差的性能和复杂的实作方式使得 RAID 6 很少得到实际应用。

同一数组中最多容许两个磁盘损坏。更换新磁盘后，数据将会重新算出并写入新的磁盘中。依照设计理论，RAID 6 必须具备四个以上的磁盘才能生效。

可使用的容量为硬盘总数减去 2 的差，乘以单块硬盘的最小容量，公式为 Size=（N-2）*min（S1，S2，S3…Sn）

RAID10

RAID 1 与 RAID 0 的组合，先作 RAID 1，再作 RAID 0，也就是对多组 RAID 1 彼此构成 Stripe 访问。由于 RAID 10 是以 RAID 1 为基础，而 RAID 1 至少需要 2 块硬盘，因此要以多组 RAID 1 构成 RAID 10，至少需要 4 块硬盘。以 RAID 10 最小的 4 台硬盘组态为例，先把 4 台硬盘分为 2 组，每组 2 台构成 RAID 1，如此就得到两组 RAID 1，然后再把两组 RAID 1 构成 RAID 0。

RAID 10 在底层的任一组或多组 RAID 1 中出现 1 台硬盘损坏时，仍能维持运作，不过如果任一组 RAID 1 中的两块硬盘损毁，整组 RAID10 就会失效。

RAID 10 由于在上层把多组 RAID 1 构成 Stripe，容量利用率是 50%，例如：4 块硬盘做的 raid10 的总容量是两块硬盘的容量。

RAID50

RAID 5 与 RAID 0 的组合，先作 RAID 5，再作 RAID 0，也就是对多组 RAID 5 彼此构成 Stripe 访问。由于 RAID 50 是以 RAID 5 为基础，而 RAID 5 至少需要 3 台硬盘，因此要以多组 RAID 5 构成 RAID 50，至少需要 6 台硬盘。以 RAID 50 最小的 6 台硬盘组态为例，先把 6 台硬盘分为 2 组，每组 3 台构成 RAID 5，如此就得到两组 RAID 5，然后再把两组 RAID 5 构成 RAID 0。

RAID 50 在底层的任一组或多组 RAID 5 中出现 1 台硬盘损坏时，仍能维持运作，不过如果任一组 RAID 5 中出现 2 台或两台以上硬盘损毁，整组 RAID 50 就会失效。

RAID 50 由于在上层把多组 RAID 5 构成 Stripe，性能比起单纯的 RAID 5 高，容量利用率比 RAID5 要低。比如同样 9 块硬盘，RAID 50 则 3 个 RAID 5 组成 RAID 0，每个 RAID 5 会损失一块硬盘的容量，利用率为 (1-3/9)，RAID 5 则为 (1-1/9)。

RAID60

RAID 6 与 RAID 0 的组合：先作 RAID 6，再作 RAID 0。换句话说，就是对两组以上的 RAID 6 作 Stripe 访问。RAID 6 至少需具备 4 块硬盘，所以 RAID 60 的最小需求是 8 块硬盘。

由于底层是以 RAID 6 组成，所以 RAID 60 可以容许任一组 RAID 6 中损毁最多 2 块硬盘，而系统仍能维持运作；不过只要底层任一组 RAID 6 中损毁 3 块硬盘，整组 RAID 60 就会失效，当然这种情况的机率相当低。

比起单纯的 RAID 6，RAID 60 的上层通过结合多组 RAID 6 构成 Stripe 访问，因此性能较高。不过使用门槛高，而且容量利用率低是较大的问题

RAID 级别对比

关于如何理解 Raid 技术问题的解答就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，如果你还有很多疑惑没有解开，可以关注丸趣 TV 行业资讯频道了解更多相关知识。